【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及深埋隧道巖爆防控，特別是涉及一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法。
技術介紹
1、深埋隧道開挖過程中常常穿越斷裂構造或大型結構面，發生斷裂型巖爆。斷裂型巖爆影響區域大，破壞力強，甚至可能誘發連續性強烈或極強巖爆，造成突發意外，設備損毀，工期嚴重延誤等嚴重后果。開展斷裂型巖爆安全經濟防控對保障深埋隧道安全施工至關重要。
2、目前，巖爆防控的主要手段包括應力釋放、錨桿支護等技術。如專利“巖爆主動防控系統”，專利號“cn202310498496.9”；專利“一種深埋隧洞即時型巖爆主動防控方法”，專利號“cn201810031286.8；專利“一種用于巖爆隧道的防控結構”，專利號“cn202310498734.6”；專利“巖爆控制及設計方法”，專利號“cn202310494561.0”。這些專利技術通過區分巖爆等級，采用應力釋放、錨桿(錨索)支護等技術進行巖爆防控，在應變型巖爆等高應力主導的巖爆防控方面取得效果。然而，對于斷裂型巖爆，若不能在開挖揭露前提前遏制其孕育過程，僅依靠開挖揭露斷裂后的強支護措施，或僅在高應力區域施作應力釋放與常規系統支護的措施，難以有效遏制斷裂型巖爆的發生。甚至開挖揭露后，斷裂型巖爆已經發生而無法及時進行強支護，造成突發意外、設備損毀、工期延誤等嚴重后果。
3、因此，需要一種隧道斷裂型巖爆孕育過程主動控制方法。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，基于微震信息提前判識斷裂
2、為此，本專利技術提供了以下技術方案：
3、一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，包括：
4、通過布置在掌子面后方的微震監測系統，實時監測開挖過程中的微震事件信息；斷裂揭露前根據微震事件信息確定掌子面前方是否分布有斷裂，以及斷裂的產狀、與隧道頂拱相交的里程及隧道穿越斷裂的方向；
5、通過微震事件信息確定斷裂型巖爆等級以及斷裂型巖爆孕育階段；
6、根據斷裂型巖爆風險等級、斷裂型巖爆孕育階段以及隧道穿越斷裂的方向，動態調整斷裂型巖爆防控措施：
7、在破裂萌生階段，根據相鄰微震事件累積視體積突增率，確定減少隧道圍巖應力集中措施施作時機，抑制張拉破裂的產生；
8、在破裂擴展階段，根據k值增長率選擇布置應力釋放孔時機，釋放斷裂附近封閉應力；
9、在破裂積聚-斷裂滑移階段，根據掌子面與斷裂的距離，通過施作抗剪錨桿或錨索，鎖固隧道圍巖與斷裂，遏制破裂貫通與斷裂滑移；
10、對隧道圍巖與斷裂鎖固完成后且在掌子面揭露斷裂前，根據斷裂型巖爆風險等級采取相應措施直至掌子面通過斷裂。
11、進一步地，所述微震事件信息，包括：
12、微震事件數量，微震釋放能、巖石破裂事件在空間上的三維坐標。
13、進一步地，所述斷裂揭露前根據微震事件信息確定掌子面前方是否分布有斷裂，以及斷裂的產狀、與隧道頂拱相交的里程及隧道穿越斷裂的方向，包括：
14、根據巖石破裂事件在空間上的三維坐標以及微震釋放能，通過插值法繪制掌子面前方巖石破裂事件空間與微震釋放能分布云圖；
15、當所述巖石破裂事件空間與微震釋放能分布云圖存在線狀或條狀分布特征，判定掌子面前方分布有斷裂，極值點連接成線表示斷裂并獲得斷裂的空間信息；
16、根據斷裂的空間信息確定斷裂產狀、與隧道頂拱相交的里程及隧道穿越斷裂的方向；
17、所述隧道穿越斷裂的方向包括隧道從斷裂上盤向下盤掘進和從斷裂下盤向上盤掘進。
18、進一步地，所述斷裂型巖爆等級，包括：
19、無斷裂型巖爆、輕微斷裂型巖爆、中等斷裂型巖爆、強烈斷裂型巖爆以及極強斷裂型巖爆。
20、進一步地，所述通過微震事件信息確定斷裂型巖爆孕育階段，包括：
21、當每日累計微震事件數量低于20個，且均為釋放能均低于1000j的張拉破裂，則判斷為破裂萌生階段；
22、當每日累計微震事件數量為20～40個，且包含3個以上釋放能高于1000j的破裂事件，則判斷為破裂擴展階段；
23、當每日累計微震事件數量大于40個，且包含1個以上釋放能高于10000j的剪切破裂事件，則判斷為破裂積聚-斷裂滑移階段。
24、進一步地，所述在破裂萌生階段，根據相鄰微震事件累積視體積突增率，確定減少隧道圍巖應力集中措施施作時機，抑制張拉破裂的產生，包括：
25、當確定為中等斷裂型巖爆，且相鄰微震事件累積視體積突增率數值大于45％，降低掘進速率；
26、當確定為強烈斷裂型巖爆或極強斷裂型巖爆，且相鄰微震事件累積視體積突增率數值大于45％，降低掘進速率，并垂直圍巖表面設置徑向應力釋放孔；
27、所述應力釋放孔的孔深超過微震事件集中區深度。
28、進一步地，所述在破裂擴展階段，根據k值增長率選擇布置應力釋放孔時機，釋放斷裂附近封閉應力，包括：
29、當隧道穿越斷裂的方向為隧道從斷裂上盤向下盤掘進，且k值增長率大于15％時，向斷裂上盤布置應力釋放孔，且所述應力釋放孔的孔深超過應力集中區；
30、當隧道穿越斷裂的方向為隧道從斷裂下盤向上盤掘進，且k值增長率大于17％時，向斷裂面布置應力釋放孔，且所述應力釋放孔的孔深超過斷裂面。
31、進一步地，所述在破裂積聚-斷裂滑移階段，根據掌子面與斷裂的距離，通過施作抗剪錨桿或錨索，鎖固隧道圍巖與斷裂，遏制破裂貫通與斷裂滑移，包括：
32、當隧道穿越斷裂的方向為隧道從斷裂上盤向下盤掘進，提前0.8倍洞徑采用抗剪錨桿或錨索穿過斷裂面；
33、當隧道穿越斷裂的方向為隧道從斷裂下盤向上盤掘進，提前1倍洞徑采用抗剪錨桿或錨索穿過斷裂面；
34、所述的抗剪錨桿或錨索與斷裂面相交角度范圍大于45°。
35、進一步地，所述對隧道圍巖與斷裂鎖固完成后且在掌子面揭露斷裂前，根據斷裂型巖爆風險等級采取相應措施直至掌子面通過斷裂，包括：
36、斷裂型巖爆風險等級下降至中等及以下，不進行拱架支護，關注微震活動，直至掌子面安全通過斷裂區域；
37、斷裂型巖爆風險等級為強烈及以上，根據掌子面穿越斷裂的方向進行拱架支護。
38、進一步地，所述根據隧道穿越斷裂的方向進行拱架支護，包括：
39、當掌子面穿越斷裂的方向為掌子面從斷裂上盤穿過時，在掌子面距離斷裂0.5倍洞徑時，開始安裝拱架，直至掌子面穿過斷裂0.8倍洞徑；
40、當掌子面穿越斷裂的方向為掌子面從斷裂下盤穿過，在掌子面距離斷裂0.8倍洞徑時，開始安裝拱架，直至掌子面穿過斷裂0.5倍洞徑。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述微震事件信息，包括：
3.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述斷裂揭露前根據微震事件信息確定掌子面前方是否分布有斷裂，以及斷裂的產狀、與隧道頂拱相交的里程及隧道穿越斷裂的方向，包括：
4.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述斷裂型巖爆等級，包括：
5.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述通過微震事件信息確定斷裂型巖爆孕育階段，包括：
6.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述在破裂萌生階段，根據相鄰微震事件累積視體積突增率，確定減少隧道圍巖應力集中措施施作時機，抑制張拉破裂的產生，包括：
7.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述在破裂擴展階段，根據K值增長率
8.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述在破裂積聚-斷裂滑移階段，根據掌子面與斷裂的距離，通過施作抗剪錨桿或錨索，鎖固隧道圍巖與斷裂，遏制破裂貫通與斷裂滑移，包括：
9.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述對隧道圍巖與斷裂鎖固完成后且在掌子面揭露斷裂前，根據斷裂型巖爆風險等級采取相應措施直至掌子面通過斷裂，包括：
10.根據權利要求9所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述根據隧道穿越斷裂的方向進行拱架支護，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述微震事件信息，包括：
3.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述斷裂揭露前根據微震事件信息確定掌子面前方是否分布有斷裂，以及斷裂的產狀、與隧道頂拱相交的里程及隧道穿越斷裂的方向，包括：
4.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述斷裂型巖爆等級，包括：
5.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述通過微震事件信息確定斷裂型巖爆孕育階段，包括：
6.根據權利要求1所述一種深埋隧道斷裂型巖爆孕育過程主動防控方法，其特征在于，所述在破裂萌生階段，根據相鄰微震事件累積視體積突增率，確...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，馮夏庭，姚志賓，胡磊，陳松，熊永潤，馬濤，常文飛，徐哲，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。